(57)【特許請求の範囲】
【請求項１】
古紙を原料とする紙パルプ製造工程の水系に、次亜塩素酸及び／又はその塩とアンモニウム塩から生成する無機系殺菌剤と、亜塩素酸及び／又はその塩とを添加することを特徴とする紙パルプ製造工程におけるスライムコントロール方法。
【請求項２】
請求項１において、亜塩素酸及び／又はその塩を添加した後、次亜塩素酸及び／又はその塩とアンモニウム塩から生成する無機系殺菌剤を添加することを特徴とする紙パルプ製造工程におけるスライムコントロール方法。
【請求項３】
請求項１において、亜塩素酸及び／又はその塩を、次亜塩素酸及び／又はその塩とアンモニウム塩から生成する無機系殺菌剤の添加点よりも紙パルプ製造工程の上流側で添加することを特徴とする紙パルプ製造工程におけるスライムコントロール方法。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本発明は紙パルプ製造工程におけるスライムコントロール方法に係わり、特に古紙を原料とする紙パルプ製造工程において、無機殺菌剤を適用するにあたり、適切な酸化剤を組み合わせることで、効率的な殺菌を行ってスライムコントロールする方法に関する。
【背景技術】
【０００２】
紙パルプ製造におけるスライムコントロール剤としては、長年、有機系殺菌剤が用いられてきた。しかし、紙パルプ製造工程には、様々な有機物や還元物質が多量に含まれているため、これらとの酸化還元反応による分解のために、有機系殺菌剤では効果的な殺菌効果が得られず、十分なスライムコントロールができないことがある。このことは、特に有機物が多く、還元物質が含まれる場合がある古紙を原料とする紙パルプ製造工程において大きな問題となる。
【０００３】
紙パルプ製造工程に含まれる有機物としては、繊維、澱粉、脂肪酸、各種ポリマーがあり、還元物質としては硫化物や亜硫酸、次亜硫酸などがある。そこで、有機系殺菌剤と反応しやすい還元物質や溶存有機物を分解するために、有機系殺菌剤の添加に先立って次亜塩素酸塩や亜塩素酸塩などの酸化剤を添加することで、有機系殺菌剤の分解を防ぎ、紙パルプ製造工程におけるスライムコントロール効果を維持する方法が提案されている（例えば、特許文献１，２）。
【０００４】
一方で、近年、紙パルプ製造工程では、有機系殺菌剤よりもさらに殺菌効果の高い無機系殺菌剤が用いられるようになった。例えば、次亜塩素酸ナトリウムと臭化アンモニウムとを希釈混合して得られる生成化合物や、次亜塩素酸ナトリウムと硫酸アンモニウムを希釈混合して得られる生成化合物が無機系殺菌剤として用いられるようになってきている。しかし、これらの無機系殺菌剤も、有機系殺菌剤と同様に、紙パルプ製造工程内の還元物質や溶存有機物との反応による分解で効果が低下するものであり、有機系殺菌剤よりもより一層大きな課題となっている。
【０００５】
そこで、同様に酸化剤である次亜塩素酸塩をこのような無機系殺菌剤の添加に先立って添加することで、無機系殺菌剤の分解を防ぐ方法が提案されている(特許文献３)。
【先行技術文献】
【特許文献】
【０００６】
【特許文献１】特許第３２１６２７３号公報
【特許文献２】特許第４０７１９５９号公報
【特許文献３】特開２００９−２４１０１８号公報
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００７】
しかし、無機系殺菌剤はその反応性の高さから、適切な酸化剤を組み合わせなければ、反対に分解を促進することがあり、特許文献３で提案されている次亜塩素酸塩では十分な効果が得られないことが本発明者の研究により判明した。
【０００８】
本発明は、多量の還元物質や溶存有機物を含む古紙を原料とする紙パルプ製造工程において、最適な酸化剤を添加することで、無機塩素系殺菌剤の分解を防ぎ、より少ない無機系殺菌剤の添加量で高い殺菌効果を発揮させてスライムコントロールする方法を提供することを課題とする。
【課題を解決するための手段】
【０００９】
本発明者は、上記課題を解決すべく鋭意検討を重ねた結果、多量の還元物質や溶存有機物を含む古紙を原料とする紙パルプ製造工程において、次亜塩素酸及び／又はその塩とアンモニウム塩から生成する無機系殺菌剤を用いてスライムコントロールする際の無機系殺菌剤の分解抑制のための酸化剤として、亜塩素酸及び／又はその塩を用いることにより、この無機系殺菌剤の分解を効果的に抑制することができることを見出した。
【００１０】
本発明はこのような知見に基いて達成されたものであり、以下を要旨とする。
【００１１】
［１］  古紙を原料とする紙パルプ製造工程の水系に、次亜塩素酸及び／又はその塩とアンモニウム塩から生成する無機系殺菌剤と、亜塩素酸及び／又はその塩とを添加することを特徴とする紙パルプ製造工程におけるスライムコントロール方法。
【００１２】
［２］  ［１］において、亜塩素酸及び／又はその塩を添加した後、次亜塩素酸及び／又はその塩とアンモニウム塩から生成する無機系殺菌剤を添加することを特徴とする紙パルプ製造工程におけるスライムコントロール方法。
【００１３】
［３］  ［１］において、亜塩素酸及び／又はその塩を、次亜塩素酸及び／又はその塩とアンモニウム塩から生成する無機系殺菌剤の添加点よりも紙パルプ製造工程の上流側で添加することを特徴とする紙パルプ製造工程におけるスライムコントロール方法。
【発明の効果】
【００１４】
本発明によれば、多量の溶存有機物や還元物質を含む古紙を原料とする紙パルプ製造工程において、次亜塩素酸及び／又はその塩とアンモニウム塩から生成する無機系殺菌剤を添加してスライムコントロールをするに当たり、亜塩素酸及び／又はその塩を併用することにより、この無機系殺菌剤の分解を効果的に抑制し、少ない無機系殺菌剤の添加量で高い殺菌効果を得ることが可能となる。
【図面の簡単な説明】
【００１５】
【図１】本発明が適用される紙パルプ製造工程の一例を示す系統図である。
【図２】実験例３の結果を示すグラフである。
【発明を実施するための形態】
【００１６】
以下に本発明の紙パルプ製造工程におけるスライムコントロール方法の実施の形態を詳細に説明する。
【００１７】
本発明においては、古紙を原料とする紙パルプ製造工程において、次亜塩素酸及び／又はその塩（以下「次亜塩素酸（塩）」と記載する場合がある。）とアンモニウム塩から生成する無機系殺菌剤を添加してスライムコントロールを行うに当たり、亜塩素酸及び／又はその塩（以下「亜塩素酸（塩）」と記載する場合がある。）を併用添加して、無機系殺菌剤の分解を抑制する。
【００１８】
＜無機系殺菌剤＞
本発明で用いる無機系殺菌剤を生成させる次亜塩素酸（塩）としては、次亜塩素酸ナトリウム、次亜塩素酸カリウム等の次亜塩素酸のアルカリ金属塩や、次亜塩素酸カルシウム等の次亜塩素酸のアルカリ土類金属塩が挙げられる。これらは、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００１９】
一方、アンモニウム塩としては、臭化アンモニウム、硫酸アンモニウム、硝酸アンモニウム等が挙げられる。これらのアンモニウム塩も、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００２０】
本発明では、これら次亜塩素酸（塩）とアンモニウム塩を混合してクロラミン、ブロマミン等の無機系化合物を生成させ、これを無機系殺菌剤として紙パルプ製造工程の水系に添加する。
【００２１】
紙パルプ製造工程の水系への各薬剤の添加濃度は、紙パルプ製造工程の原料に含まれる有機物量や還元物質濃度、菌数によって適切な添加量は決まるので、特に制限はないが、次亜塩素酸（塩）とアンモニウム塩とを添加した直後の水系の残留塩素濃度が、ＤＰＤ法による全塩素濃度の測定値として０．１〜１０ｍｇ／Ｌ  ａｓＣｌ２となるような添加量とすることが適当である。
【００２２】
なお、次亜塩素酸（塩）とアンモニウム塩とは通常、次亜塩素酸（塩）：アンモニウム塩＝１：１〜３（ＣｌとＮのモル比）で混合して用いられる。
【００２３】
＜亜塩素酸（塩）＞
このような無機系殺菌剤の分解抑制のために添加する酸化剤としての亜塩素酸塩としては、亜塩素酸ナトリウム、亜塩素酸カリウム等の亜塩素酸のアルカリ金属塩や、亜塩素酸カルシウム等の亜塩素酸のアルカリ土類金属塩を用いることができる。これらの亜塩素酸（塩）も、１種を単独で用いてもよく、２種以上を併用してもよい。
【００２４】
亜塩素酸（塩）の添加量は、少な過ぎると無機系殺菌剤の分解抑制効果を十分に得ることができず、多過ぎてもそれ以上の効果は得られず、薬剤コストが高くつく。亜塩素酸（塩）の添加量は溶存有機物や還元物質の濃度によっても異なるが、ＪＩＳＫ０１０１に基づくヨウ素滴定法による測定値として０．１〜５０ｍｇ／Ｌ  ａｓＣｌ２程度となるように添加することが好ましい。
【００２５】
＜添加方法＞
本発明において、無機系殺菌剤及び亜塩素酸（塩）の添加方法としては、これらを紙パルプ製造工程の同じ場所に同時に添加しても目的とする効果を得ることができるが、無機系殺菌剤の添加に先立って亜塩素酸（塩）を添加することが好ましく、また、紙パルプ製造工程において、亜塩素酸（塩）を無機系殺菌剤の添加位置よりも上流側で添加することが、亜塩素酸（塩）による無機系殺菌剤の分解抑制効果がより一層高められることから好ましい。
【００２６】
以下に、図面を参照して、これらの薬剤の添加方法について説明する。
図１は、古紙を原料とする上質紙抄紙水系を示す系統図であり、この抄紙水系では、原料として、ブローク、ＤＩＰ（脱墨古紙パルプ）、ＬＢＫＰ（針葉樹晒クラフトパルプ）及び回収原料を用い、ブロークタンク３、ＤＩＰタンク２、ＬＢＫＰタンク１内の各原料をそれぞれ回収水タンク１６からの仕込水及び濃調水により濃度調整した後、ミキシングチェスト４に導入して均一に混合してスラリー状とする。このスラリーは、マシンチェスト５、種箱６を経て、白水サイロ１３からの白水と共に、ポンプ７、除塵機８、スクリーン９、インレット１０を経て、ワイヤーパート１１に送り込み、ワイヤーパート１１におけるワイヤー工程、プレスパート１２におけるプレス工程、ドライパート（図示せず）におけるドライ工程を経て脱水する。脱水により得られた白水は白水サイロ１３で受ける。ワイヤー工程、プレス工程においては、ワイヤー及びフェルトを清浄に維持するために、水タンク１８からの清温水及び回収水がシャワーノズル（図示せず）から散水される。この水タンク１８の水は、ワイヤーを通過した白水が白水サイロ１３、シールピット１４を経て回収装置１５で分離された濾液であり、回収装置１５から、回収水タンク１６に貯留された後、その一部送水されたものである。回収水の残部は二次水タンク１７を経て系外へ排出される。
【００２７】
このような紙製造工程の白水一次循環系のスライムコントロールを目的とする場合には、亜塩素酸（塩）を各パルプ原料から白水サイロの間に添加し、次亜塩素酸（塩）とアンモニウム塩から生成する無機系殺菌剤は種箱から白水サイロの間に添加することが好ましい。より具体的には、図１に示すように、無機系殺菌剤の生成、添加装置３０からの無機系殺菌剤を白水一次循環系（ポンプ７から白水サイロ１３の間）のインレット１０または、白水サイロ１３に添加し、その上流側のＤＩＰタンク２、又はミキシングチェスト４、又はマシンチェスト５に亜塩素酸（塩）添加装置２０からの亜塩素酸（塩）を添加する。
【００２８】
その他の添加形態としては、回収水のスライムコントロールを目的として、亜塩素酸（塩）を白水一次循環系（ポンプ７から白水サイロ１３の間）に添加し、無機系殺菌剤をシールピット１４から回収水タンク１６の間に添加してもよい。
これらの薬剤の添加は間欠的であっても、連続的であっても良い。間欠添加の場合は、先に、または同時に亜塩素酸（塩）が添加されるように制御を行うことが好ましい。
【実施例】
【００２９】
以下に本発明例又は比較例に相当する実験例を挙げて本発明をより具体的に説明する。
【００３０】
なお、以下の実験例で用いた薬剤は、亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ２）、次亜塩素酸ナトリウム（ＮａＣｌＯ）及び無機系殺菌剤（ＮａＣｌＯと臭化アンモニウムの混合生成物、ＮａＣｌＯ：ＮＨ４Ｂｒ＝１：１（ＣｌとＮのモル比））である。
【００３１】
また、残留塩素濃度の測定には、ＤＰＤ法(全塩素)、ＤＰＤ法（遊離塩素）、及びヨウ素滴定法（ＪＩＳＫ０１０１）の３つを実施した。
ＤＰＤ法(全塩素)では、ＮａＣｌＯと（ＮａＣｌＯ＋ＮＨ４Ｂｒ）の２つが測定されるが、ＮａＣｌＯ２は測定されない。
ＤＰＤ法（遊離塩素）では、ＮａＣｌＯのみが測定され、無機系殺菌剤（ＮａＣｌＯ＋ＮＨ４Ｂｒ）とＮａＣｌＯ２は測定されない。
ヨウ素滴定法（ＪＩＳＫ０１０１）では、ＮａＣｌＯ、無機系殺菌剤（ＮａＣｌＯ＋ＮＨ４Ｂｒ）、ＮａＣｌＯ２のすべてを測定できる。
以上より、試料水中の各薬剤濃度の算出は以下のとおり実施した。
ＮａＣｌＯ濃度＝ＤＰＤ法(遊離塩素)で測定された残留塩素濃度
無機系殺菌剤（ＮａＣｌＯ＋ＮＨ４Ｂｒ）濃度
＝ＤＰＤ法(全塩素)で測定された残留塩素濃度
−ＤＰＤ法（遊離塩素)で測定された残留塩素濃度
ＮａＣｌＯ２濃度＝ヨウ素滴定法（ＪＩＳＫ０１０１）で測定された残留塩素濃度
−ＤＰＤ法(全塩素)で測定された残留塩素濃度
【００３２】
［実験例１（本発明例）］
ＮａＣｌＯ２と無機系殺菌剤（ＮａＣｌＯ＋ＮＨ４Ｂｒ）のそれぞれを約５０ｍｇ／ＬａｓＣｌ２程度に希釈したものを等量混合した。混合後、１５分後の残留塩素濃度を測定し、結果を表１に示した。
【００３３】
［実験例２（比較例）］
ＮａＣｌＯ２の代りにＮａＣｌＯを用いた他は、実験例１と同様に混合を行って、残留塩素濃度の測定を行った。結果を表２に示す。
【００３４】
【表１】
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【００３５】
【表２】
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【００３６】
実験例１と実験例２の結果から明らかなように、ＮａＣｌＯと無機系殺菌剤（ＮａＯＣｌ＋ＮＨ４Ｂｒ）を混合した実験例２では、明らかに両薬剤が分解しているのに対して、ＮａＣｌＯ２と無機系殺菌剤（ＮａＯＣｌ＋ＮＨ４Ｂｒ）を混合した実験例１では両薬剤の分解は認められず、紙パルプ製造工程の水系に、次亜塩素酸塩ではなく、亜塩素酸（塩）を添加することにより、古紙を原料とする紙パルプ製造工程の分解を抑制することができることがわかる。
【００３７】
［実験例３］
以下の方法で、古紙原料を含むパルプスラリーに対する殺菌効果を評価した。
脱墨古紙原料を１５重量％、ＬＢＫＰを７５重量％、損紙原料を１０重量％配合したパルプ濃度３重量％のパルプスラリーに対して、表３に示す薬剤を表３に示す濃度となるように添加混合した後、３０℃で３０分静置した。なお、酸化剤と無機系殺菌剤を併用する場合は、これらを同時に添加した。３０分静置後のスラリーを１／１０ｐＹ寒天培地に混合し、２日間、３０℃で静置培養した後、コロニー数を計測した。結果を表３に示す。
また、酸化剤添加濃度毎の無機系殺菌剤（ＮａＣｌＯ＋ＮＨ４Ｂｒ）濃度と菌数との関係をグラフ化したものを図２に示した。
【００３８】
【表３】
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【００３９】
表３及び図２より、無機系殺菌剤（ＮａＣｌＯ＋ＮＨ４Ｂｒ）を単独で添加する、あるいはＮａＣｌＯと無機系殺菌剤（ＮａＣｌＯ＋ＮＨ４Ｂｒ）を併用した場合よりも、ＮａＣｌＯ２と無機系殺菌剤（ＮａＣｌＯ＋ＮＨ４Ｂｒ）を併用した場合の方が、特に無機系殺菌剤添加量の低い領域において、高い殺菌効果が得られており、亜塩素酸（塩）による無機系殺菌剤の分解抑制効果が、次亜塩素酸塩よりも優れていることが分かる。
【符号の説明】
【００４０】
１  ＬＢＫＰタンク
２  ＤＩＰタンク
３  ブロークタンク
４  ミキシングチェスト
５  マシンチェスト
６  種箱
７  ポンプ
８  除塵機
９  スクリーン
１０  インレット
１１  ワイヤパート
１２  プレスパート
１３  白水サイロ
１４  シールピット
１５  回収装置
１６  回収水タンク
１７  二次水タンク
１８  水タンク
２０  亜塩素酸塩添加装置
３０  次亜塩素酸塩とアンモニウム塩混合による無機系殺菌剤の生成・添加装置
【図１】
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【図２】
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